700MW 电站锅炉过热器集箱骑座式角焊缝缺陷的处理

2015-04-13叶小桦

机电信息 2015年36期

叶小桦

（广东火电工程总公司，广东广州510730）

0 引言

某电厂一期2×700 MW 机组#2锅炉年度小修检查发现，一、二次汽水系统集箱的骑座式角焊缝存在超标的缺陷（裂纹或气孔），必须对其进行修复，以保证锅炉安全运行。由于缺陷位置特殊且深、受力大，使处理产生了一定困难。后通过研究其受力情况，选择了合理的专用机工具，采取了特殊措施，最终完成了缺陷处理，满足了规程规范的要求。

1 设备结构特点

锅炉为三菱MB－FRR 型2 290t/h亚临界强制循环汽包炉，单炉膛倒U 型布置、平衡通风、全钢架悬吊式结构。其高温（末级）过热器集箱中心线标高62.6 m，布置在顶棚过热器上方，通过U 型吊架、吊杆悬挂于锅炉顶部钢结构上；受热面管屏与集箱相连，穿过顶棚过热器伸入炉膛，所有管子的重量通过集箱—吊杆传递到锅炉钢结构，最终由钢结构承担其重量。高温（末级）过热器进口集箱右侧三通主体材料为SA335－P12，公称壁厚95mm，连通管与进口集箱采用直角三通形式进行焊接连接，坡口型式为“V”形。具体如图1所示。

图1 集箱布置示意图

2 需要解决的问题

2.1 焊缝缺陷情况

在年度小修工作中，由持有相应资质的专业检验机构的专业人员，采用合格仪器设备（超声波探伤仪）对末级过热器集箱角焊缝进行了超声波无损探伤，情况如表1所示。

表1 超声波探伤报告（现场初步报告）

2.2 存在问题

（1）焊缝质量不合格。角焊缝检验质量评定级别为Ⅲ级，不合格。依照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《承压设备无损检测》规定，焊缝存在超标缺陷，必须进行处理，并使集箱完好，以保证#2 锅炉安全可靠运行。（2）需要采取临时加固措施。正常状态下，集箱与管屏依然是刚性连接的，整体处于受力状态，处理时必须采取临时加固措施，避免管屏、连通管重量对焊缝产生应力。集箱的功能除使锅炉工质混合、保证工质均匀加热、减少热偏差、保证工质流通顺畅外，还有一重要功能就是固定、悬挂管屏，与其相连接的管屏重量通过集箱本体、U 型卡、吊杆等传递到锅炉本体钢结构上，而存在缺陷的角焊缝恰好是集箱结构的一部分，即使在停炉状态下，集箱本体依然承受了受热面管屏的重量，必须采取临时加固措施使得焊缝在缺陷修理、热处理期间不受外力作用和影响。（3）缺陷位置深，焊缝厚度大，常规机械切割难以彻底消除焊缝内气孔、裂纹和夹渣。该集箱公称壁厚为95mm，由于与连通管连接方式是直角焊接三通，即其深度≮95/sin45°＝134.4mm，常规角磨机的砂轮片规格为100150180，无法抵达坡口根部，且造成的修复面积太大，金属切割工作量很大。基于上述几个问题，经查询图纸和现场研究，制定了工艺方案与技术措施。

3 工艺与技术方案

3.1 集箱的临时加固措施

（1）把集箱连接吊杆螺母打紧、锁死，螺母打紧前记录其原始位置，便于修后恢复原有状态；（2）利用检修期间炉膛有架子的条件，把两U 型卡之间的管屏底部垫起，使其重量临时由炉膛架子承受。具体如图2所示。

图2 集箱临时加固措施示意图

3.2 缺陷清除与金属切割工具的选择

经过调研和比较，选择了碳弧气刨作为缺陷清除工具。清除完毕后，再用角磨机和内磨机进行坡口表面的打磨和清理。碳弧气刨是利用碳极和金属之间产生的高温电流，把金属局部加热到熔化状态，同时利用压缩空气的高速气流把这些熔化金属吹掉，从而实现对金属母材进行刨削和切割的一种加工工艺方法，特别适用于焊缝挑焊根工作，利用碳弧气刨开坡口，尤其是U 型坡口。对于返修焊件，可使用碳弧气刨消除焊接缺陷。图3为碳弧气刨工作原理图。